[發明專利]一種CuO硅藻土催化劑的制備及其在脫除煤氣中Hg0和H2S應用

在審

• 申請號: 201711321654.4
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107961792A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 胡玉兵;沈園園;趙廣福;楊志紅;黃成強
• 申請（專利權）人: 安徽國星生物化學有限公司
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/64;B01D53/52
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙)34120
• 代理人: 黃晶晶

技術領域

本發明涉及煤氣凈化技術領域，具體涉及一種CuO硅藻土催化劑的制備及其在脫除煤氣中Hg⁰和H₂S應用。

背景技術

目前，煤氣化過程中Hg⁰的釋放研究較多，但是對于煤氣中同時脫除Hg⁰和H₂S的技術研究還在初始階段，尚未形成經濟有效的控制技術。其中，對于脫除煤氣中的Hg⁰的技術主要借鑒煙氣脫Hg⁰技術，而研究較多的是吸附劑吸附法。其中，活性炭是目前研究較廣泛的吸附劑，活性炭噴射技術脫除煙氣中的Hg⁰已在工業上得到了應用。而這種技術主要存在活性炭利用率低，成本較高等問題。對于H₂S的控制技術目前主要是濕法和干法脫硫。其中，濕法脫硫技術較為成熟，但該法需要在常溫下進行，會造成顯熱浪費；干法脫硫技術尚不成熟，會在高溫時造成粉化現象。目前中國專利CN105802676A公開了一種應用Fe₂O₃/炭質載體催化劑同時脫除煤氣中H₂S和Hg⁰的方法，該吸附劑主要是在中溫區同時脫除煤氣中H₂S和Hg⁰，其中，脫除H₂S 的效率為92％，脫除Hg⁰的效率為81％。中國專利CN106237982A 公開了一種CuO/凹凸棒石催化吸附劑及其用于脫除煙氣中單質汞的方法，改吸附劑主要是在中溫區對煙氣中Hg⁰的脫除，其脫除效率為 85％。

目前現有技術所提供的催化劑同時脫除煤氣中H₂S和Hg⁰的方法雖然具有一定的脫硫脫汞效率，但還存在脫硫脫汞成本高，載體吸附能力弱的缺陷。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提出了一種CuO硅藻土催化劑的制備及其在脫除煤氣中Hg和H₂S應用。本發明提供的技術方案能夠在一定程度上彌補現有催化劑脫除煤氣中H₂S和Hg⁰的方法所存在的脫硫脫汞成本高，載體吸附能力弱的缺陷。

為了開發經濟、高效、環保脫除煤氣中Hg⁰和H₂S的催化劑，本發明提供了一種硅藻土負載CuO的廉價易得的催化劑，載體硅藻土具有較大的比表面積，吸附能力強，而CuO是較好的脫硫脫汞材料，從而實現了對煤氣中Hg⁰和H₂S的脫除，節約了成本，無二次污染。

為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案：

一種CuO硅藻土催化劑的制備，該催化劑的制備方法包括如下幾個步驟：

(1)將10g的硅藻土載體等體積浸漬在10ml的一定濃度的 Cu(NO₃)₂溶液中，攪拌均勻，備用；

(2)將步驟(1)所得溶液在20℃溫度下靜置3h，50℃下干燥 8h，110℃下恒溫干燥6h；

(3)將步驟(2)所得產物在300-400℃的Ar氣氛下煅燒3h后，制得CuO負載量為1-10％的CuO硅藻土催化劑。

優選的，該CuO硅藻土催化劑可應用在脫除煤氣中的Hg⁰和H₂S，該應用包括如下步驟：

取一定質量分數的1-10％的CuO硅藻土催化劑，裝填在固定床板的石英管中，催化劑兩端用石英棉固定，通入6％H2、15％CO、 800-1500ppmH2S和N2，其中單質汞濃度為80-240μg/m3，在一定的空速條件下，用程序升溫儀控制反應的溫度為150-300℃，反應8h 后，測得H₂S的脫除效率和Hg⁰的脫除效率。

優選的，所述步驟(1)中Cu(NO₃)₂溶液濃度為0.0235-0.235g/ml。

優選的，所述步驟(3)中所述CuO負載量為質量比。

優選的，所述CuO硅藻土催化劑的裝填量為0.6-0.8g。

優選的，所述空速為3000-20000h^-1。